2011.No.1钢筋混凝土箱涵伸缩缝渗漏治理技术探讨
刘伟旺
（天津市引滦工程潮白河管理处，天津301800）
摘要：分析了钢筋混凝土箱涵伸缩缝形成渗漏的主要原因，阐述了采取化学灌浆方法对伸缩缝渗漏通道进行封堵的治理技术及注意事项。列举了两个工程实例，
将不同的治理方法从施工难易程度、工程造价、治理效果等方面进行了对比分析，并提出了加强饮用水输水箱涵检测评估的重要性。关键词：钢筋混泥土；箱涵；伸缩缝；渗漏治理；技术应用中图分类号：TV223.4
文献标识码：B
文章编号：1004－7328（2011）01－0035－03
收稿日期：2010－12－20
作者简介：刘伟旺（1964-），男，高级工程师，主要从事水利工程管理
工作。
1箱涵伸缩缝形成渗漏的主要原因
为适应地基不均匀沉降和温度变化的影响，钢
筋混凝土箱涵一般每隔10~15m 设置一道伸缩缝。伸缩缝由止水带、填缝材料和嵌缝密封材料三部分组成。在钢筋混凝土箱涵浇筑施工过程中，止水带安装质量的好坏直接影响着止水带的止水效果。如果止水带不能很好地与混凝土紧密结合，箱涵周边外水则会沿止水带与混凝土之间的空隙进入箱涵，这些空隙就会形成渗水或漏水通道。另外，使用年限较长的钢筋混凝土箱涵，由于受地基不均匀沉降、温度变化以及止水带正常老化等因素影响，造成止水带撕拉断裂，止水失效，形成渗漏通道。如果输水箱涵为饮用水输水箱涵，周边外水为工业或生活污水，那么饮用水水质安全就不能得到根本保障，甚至会直接威胁到人民群众的生命安全，给国家和人民群众的生命财产带来巨大损失。
2箱涵伸缩缝渗漏治理措施
钢筋混凝土箱涵伸缩缝形成渗漏后，一般采用
化学灌浆方法对渗漏通道进行封堵。灌浆材料采用弹性灌浆材料，如水溶性聚氨酯、改性环氧型灌浆材料等。这些材料灌入渗漏处后，既能起到防渗堵漏的作用又能起到补强加固的作用。根据以往工程经验并经过经济和技术比较，选用水溶性聚氨酯作为灌浆材料较为适宜。下面就工程实例介绍两种伸缩缝渗漏治理方法。
2.1箱涵伸缩缝渗漏治理方法（一）
天津市引滦工程潮白新河倒虹吸为引滦输水明
渠穿越潮白新河输水建筑物，为钢筋混凝土箱涵结构，3孔，单孔孔径为2.5m ×2.5m 。该工程于1983年9月建成通水，2002年经天津市水利科学研究所检测，箱涵伸缩缝存在渗漏问题。2002年10月，对该倒虹吸伸缩缝渗漏进行了治理，如图1所示。
2.1.1剔槽及清基
在箱涵伸缩缝处搭设活动脚手架，提前用“水不
漏”（快速堵漏剂）将漏水较大的部分预先封堵，用风镐配合电锤沿伸缩缝剔出宽10cm 、深7cm 的V 形槽，并露出新鲜混凝土面，将伸缩缝内沥青木板和其他杂物清理干净，清除深度为2cm 。再用钢丝刷刷去表面浮渣并用高压水枪冲洗干净，保持基面充分湿润，但不得有积水。
2.1.2制作灌浆通道
将一根长1.2m 、直径2cm 的塑料软管放入剔
好的槽内，对准原沥青木板处用“水不漏”由低向高顺延将塑料软管封于里面，每4~5min 将塑料软管抽出20~30cm ，每2m 埋设一个灌浆嘴，可根据现场的实际情况增加灌浆嘴的数量，以达到灌浆最佳效果。如此循环，做成直径2cm 的通道。考虑到伸缩缝渗漏量较大，在制作灌浆通道的过程中必须注意随时清除通道内污物，保证“水不漏”与混凝土基面充分结合。另外，在制作灌浆通道过程中还须预留排水孔，以保证制作过程顺利进行。
2.1.3灌浆
灌浆采用灌浆泵进行灌浆，灌浆前首先进行注
水试验，检查灌浆泵及灌浆通道的密封情况，在各部位完全没有渗水后测定单位时间耗水量，以确定灌浆压力和灌浆量。选用水溶性聚氨酯作为灌浆材料，该材料为淡棕色透明液体，浆液遇水后自行分散、乳
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化，立即发生化学反应发泡，形成不透水的弹性胶状固结体，能达到良好的止水效果。反应后形成的弹性胶状固结体具有良好的延伸性、弹性及抗渗性、耐低温性，在水中永久保持原形。灌浆压力控制在0.3~
0.8MPa ，灌浆时将灌浆泵灌满浆液，用连接软管将
灌浆泵与灌浆通道的灌浆嘴连接，灌浆泵打压将浆液注入灌浆通道，直到相邻灌浆嘴出浆，将出浆孔封闭。如果单位时间内进浆量较大应停止注浆，待灌浆通道内浆液初凝一段时间再继续进行。当进浆量小于0.1L/min 、灌浆压力稳定后，再注浆30min 即可结束。
箱涵伸缩缝灌浆要遵循先下后上、先底部后两侧、最后顶部的原则，以保证浆液充满整个伸缩缝，堵住渗漏通道，达到堵漏防渗的目的。
2.1.4聚合物砂浆抹面
灌浆完成后，在“水不漏”表面及新鲜混凝土基
面两侧涂刷界面剂，待界面剂表面刚刚不黏手时，在表面整体抹聚合物砂浆。为减少裂缝产生，抹聚合物砂浆时不能反复，要按一个方向压抹。聚合物砂浆抹面的平整度控制在±5mm 。如抹面厚度较大时，应分层压抹，以减少砂浆干缩，从而减少裂缝。
聚合物砂浆要随拌随用，抹面速度要快，一次拌合量不宜过大。在直面或仰面施工时，分层压抹时间一般要在砂浆初干时方可进行下层砂浆施工，分层间隔时间一般为2~20h 。砂浆抹面收光后，养护时间不少于14d ，防止砂浆因水分蒸发过快产生裂缝。
由于水溶性聚氨酯遇水后发生反应，膨胀率较大，经过一段时间（几年或若干年后），伸缩缝处聚合物砂浆抹面有拱起现象，拱起高度为3cm 左右。如果沿伸缩缝通长拱起，将使输水箱涵的过水断面缩小，减小过流能力。
2.2箱涵伸缩缝渗漏治理方法（二）
窝头河倒虹吸为穿越引滦输水明渠过水建筑
物，为钢筋混凝土箱涵结构，2孔，单孔孔径为2m ×
2m 。窝头河倒虹吸的主要任务是排泄天津市宝坻区城区生活污水和雨季沥水。该工程修建于1982年，2009年经天津市水利科学研究院检测，箱涵伸缩缝
存在渗漏问题。2009年11月，对该倒虹吸伸缩缝渗漏进行了治理，如图2所示。
2.2.1布设灌浆孔
在距箱涵伸缩缝中心两侧15cm 处交叉布置灌
浆孔，孔距为40cm ，根据箱涵边墙厚度或顶板与底板厚度计算出止水带的位置（止水带一般布置在墙或板的正中）。用电钻在已标记好的孔位上打斜孔，斜孔孔径为14mm ，斜孔末端位置打入到止水带背后5cm 处的沥青木板内并穿透。钢筋混凝土箱涵伸缩缝两侧的受力筋与分布筋间距一般为20cm ，布孔时首先要通过分析或查阅原施工图推算出钢筋的大致位置，要特别注意避开钢筋布孔，以免电钻钻头触碰钢筋，斜孔的角度可根据已知数据计算得出。
2.2.2埋嘴灌浆
灌浆嘴选用钢制带逆止阀式灌浆嘴，将灌浆嘴
插入已钻好的灌浆孔内，并用快干水泥封闭灌浆嘴与灌浆孔的空隙。选用水溶性聚氨酯作为灌浆材料，
图1潮白新河倒虹吸伸缩缝渗漏治理
（a ）
（b ）
图2窝头河倒虹吸边墙灌浆孔布置
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2011.No.1·环球水信息
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一项由中国自主研发的病险堤坝“微创修复”技术日前通过专家评审和推广论证，这将破解中国在小型堤坝除险加固中面临的“瓶颈”。现行技术手段在施工过程中对堤坝“开膛破肚”、扰动或破坏过多的难题将获得解决。
在近日于郑州举行的河南省重大公益科研项目验收暨成果推广论证会上，郑州大学王复明教授主持完成的一项名为“堤坝除险加固高聚物注浆成套技术及装备”的科技成果，获得了与会专家的一致肯定。这项病险堤坝“微创修复”技术在国内外属首创，具有对坝体扰动小、
快速、经济、耐久、施工方便和环保等特点，将有效破解中国在中小型水库除险加固上面临的难题。
中国是世界上水库大坝最多的国家，也是病险水库最多的国家。现行技术手段由于施工时需“开膛破肚”、对堤坝扰动或破坏较大，并且工期较长、造价较高，有些大型设备由于进场困难，不适用于中小型堤坝的除险加固。
这项“微创修复”技术在高聚物材料扩散机理、钻孔成孔方式及精细化注浆装备等方面取得重大创新，不仅对坝体扰动小，施工设备轻便，而且同其他堤坝防渗墙构筑技术相比，可节省造价50％以上，非常适用中于小型堤坝的防渗加固和抢险抢修。
据统计，截至2009年，中国已建成各类水库87151座，其中大型水库544座、中型水库3259座、小型水库83348座。但是由于中国水库大多建于上世纪50—70年代，老化失修严重，病险水库率达40％以上，安全隐患十分突出，亟须进行除险加固。
近年来，中央和地方不断加大投入，开展病险水库除险加固工作。截至目前，已累计实施了9000多座病险水库的除险加固，大中型水库的安全状况明显好转。但小型病险水库数量多，除险加固率低，严重影响了水库安全运行和效益发挥。
针对这些问题，2007年，河南省设立重大公益科研专项“水库大坝、桥梁等大型建筑物安全保障关键技术研究与应用”，郑州大学中标，其研发的“堤坝除险加固高聚物注浆成套技术及装备”已在土质堤坝防渗除险加固工程和宜万铁路野三关隧道堵漏除险中成功应用，取得了良好实施效果。
在日前举行的推广论证会上，与会的潘家铮、郑守仁、王梦恕等院士认为，该技术是具有中国特色的自主研发成果，符合当前中小型水库除险加固、中小河流治理等重大民生工程的迫切需要，具备了推广应用条件。
（摘自2010年12月21日新华网）
根据渗漏部位的具体情况通过注水试验确定灌浆量。用灌浆泵将浆液灌入伸缩缝内，灌浆压力控制在
0.3~0.8MPa ，其他技术参数及控制方法同伸缩缝渗
漏治理方法（一）。
该方法由于把浆液灌入到了止水带背后，浆液受到止水带的阻挡，且水溶性聚氨酯与水的亲和力比其他化学浆液高，在流动水中不易被流动水冲散带走，反而随着水的流动扩大固结体的固结面积。因此，无需将伸缩缝预先进行封堵，灌浆时只要控制好灌浆压力，一般没有浆液渗出现象，只有个别伸缩缝有少量浆液从伸缩缝渗出，因而省去了方法（一）中剔槽、制作灌浆通道的工序。
总之，无论使用上述何种方法，均可有效地封堵伸缩缝处的渗漏通道，保证输水箱涵的使用功能。工程实践证明，方法（二）比方法（一）耗用的灌浆材料略高，施工难易程度相近，但方法（二）不存在过水断面减小而影响输水箱涵过流能力的缺陷。因此，箱涵伸缩缝渗漏的治理采用方法（二）较为适宜。
3结语
由于钢筋混凝土箱涵伸缩缝受各种因素影
响，当运行使用时间达到一定年限后，大多数箱涵伸缩缝都会有不同程度的渗漏。因此，建议根据输水箱涵的输水用途和箱涵周边的外水环境对输水箱涵尤其对饮用水输水箱涵定期进行检测评估，并加密输水箱涵下游的水样采集，及时进行水质化验。一经确认箱涵伸缩缝形成渗漏、构成对水质的威胁，应立即采取有效措施进行封堵，以确保水质安全。
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